DMFC是一種面向未來、綠色、高效的發(fā)電裝置。然而長期以來其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用受到催化劑活性低、穩(wěn)定性差、價格昂貴等問題的困擾。為了克服催化劑的這些弊端,推進DMFC走進人類的生活,本論文從助催化劑金屬元素M的選擇、載體功能化預(yù)處理、催化劑后處理三個方向進行研究,制備了具有比商業(yè)E-TEK PtRu/C更高催化活性和穩(wěn)定性的催化劑,具體的研究工作包括以下幾個方面:（1）采用4-氨基苯磺酸（p-ABS）非共價功能化預(yù)處理原始CNTs,制備p-ABS-CNTs載體,之后將PtRu合金納米粒子負載到載體上,制備PtRu/p-ABS-CNTs催化劑。采用FTIR和Raman對CNTs功能化前后表面官能團和缺陷化程度進行研究,通過TEM和XRD對催化劑中PtRu合金納米粒子的形貌結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)進行表征,并通過循環(huán)伏安等電化學(xué)測試對其催化MOR性能進行測試。結(jié)果顯示:功能化過程并不會對CNTs的結(jié)構(gòu)造成破壞;p-ABS-CNTs表面的PtRu納米粒子的平均粒徑遠小于原始CNTs上PtRu納米粒子的平均粒徑;PtRu/p-ABS-CNTs和PtRu/CNTs催化MOR正掃峰值電流密度分別為617.9m... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池概述
    1.3 直接甲醇燃料電池(DMFC)概述
        1.3.1 DMFC的組成及工作原理
        1.3.2 DMFC的發(fā)展?fàn)顩r及存在問題
    1.4 DMFC陽極催化劑
        1.4.1 Pt基催化劑
        1.4.2 非Pt基催化劑
    1.5 催化劑載體-碳納米管(CNTs)
    1.6 研究思路與技術(shù)路線圖
2 催化劑制備及研究方法
    2.1 主要實驗藥品和儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 PtRu/p-ABS-CNTs催化劑的制備
        2.2.2 PtRu/PPDA-CNTs催化劑的制備
        2.2.3 PtCu/CNTs系列催化劑的制備
    2.3 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 拉曼光譜(Raman)分析
        2.3.5 紅外光譜(FTIR)分析
    2.4 催化劑的電化學(xué)性能測試
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 電化學(xué)性能測試
3 p-ABS功能化碳管負載PtRu合金納米粒子及其電催化氧化甲醇性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗結(jié)果與討論
        3.2.1 PtRu/p-ABS-CNTs催化劑的物理表征與結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 催化劑電催化氧化甲醇反應(yīng)(MOR)性能測試
    3.3 小結(jié)
4 PPDA功能化碳管負載PtRu合金納米粒子及其電催化氧化甲醇性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗結(jié)果與討論
        4.2.1 PtRu/PPDA-CNTs催化劑的物理表征與結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 催化劑電催化氧化甲醇反應(yīng)(MOR)性能測試
    4.3 小結(jié)
5 PtCu/CNTs二元合金催化劑的退火處理及其電催化氧化甲醇性能的穩(wěn)定性研究
    5.1 引言
    5.2 實驗結(jié)果與討論
        5.2.1 PtCu/CNTs催化劑的物理表征與結(jié)構(gòu)分析
        5.2.2 催化劑電催化氧化甲醇反應(yīng)(MOR)性能測試
    5.3 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：3655918